结合剂、抗氧化剂和微晶石墨对低碳镁碳砖性能的影响研究

发布时间：2017-11-08 09:08

  本文关键词：结合剂、抗氧化剂和微晶石墨对低碳镁碳砖性能的影响研究

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【摘要】：镁碳质耐火材料具有耐火度高、抗热震性强、高温蠕变小、抗侵蚀性和抗剥落性优良等性能,因此被广泛应用于氧气转炉炉衬、电炉炉墙和钢包渣线等部位。然而由于碳容易被氧化而形成脱碳层,导致材料组织结构疏松,强度降低。在熔渣侵蚀和机械冲刷等作用下,氧化镁颗粒逐渐被熔蚀、脱落而损毁。针对以上问题,本工作研究了结合剂种类、工业废料Si-SiC复合粉体的种类及含量和微晶石墨含量对低碳镁碳砖性能及显微结构的影响,期望提高低碳镁碳耐火材料的抗氧化性,并降低低碳耐火材料的成本。得到主要结论如下:(1)在研究结合剂种类对低碳镁碳耐火材料性能影响的过程中,发现,相比于酚醛树脂结合镁碳砖,CMC、纸浆废液、糊精或乙基纤维素结合剂镁碳砖虽然在不同程度上改善了试样的抗氧化性,但均会明显降低试样的力学性能。而将热塑性酚醛树脂与聚乙二醇按质量比为1:1混合后作为结合剂可提高低碳镁碳砖的抗氧化性能,且不会明显降低试样的强度,但试样经1600℃埋碳热处理后会出现较严重的膨胀变形,这对材料的使用是有害的。(2)在研究Si-SiC复合粉体对低碳镁碳砖性能及显微结构的影响过程中,发现Si含量较高的Si-SiC复合粉体和SiC含量较高的Si-SiC复合粉体既可以提高低碳镁碳耐火材料的抗氧化性能,还可以不同程度提高材料的力学性能,并影响热处理后试样的显微结构。当Si含量较高的Si-SiC复合粉体的添加量为2wt%时,试样具有最佳的力学性能,固化后试样的耐压强度为9.8MPa,抗折强度可达61.8MPa。当Si含量较高的Si-SiC复合粉体的添加量为3wt%时,试样的抗氧化性能最佳。综合考虑添加不同含量的两种Si-SiC复合粉体试样的各项性能,添加2wt%Si含量较高的Si-SiC复合粉体的试样具有较好的性能。(3)对比Si含量较高的Si-SiC复合粉体、单质Si和SiC对低碳镁碳砖(添加量均为2wt%)性能的影响可知,添加Si含量较高的Si-SiC复合粉体试样的抗氧化能力和经不同温度热处理后的力学性能均为最佳。(4)采用微晶石墨取代鳞片石墨(1000目)制备低碳镁碳耐火材料(碳含量固定为4wt%),并研究微晶石墨含量对材料性能的影响,发现,随微晶石墨添加量增加到4wt%试样的抗氧化性能逐步改善,此外,固化后试样的显气孔率由18.9%降低到14.6%,经1600℃热处理后试样的显气孔率由20.2%降低到16.0%。而试样的力学性能虽然有不同程度的改善,但并没有一定的规律。
【学位授予单位】：武汉科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ175.1

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本文编号：1156490